מאמר חדש מצביע על דרך להפיק אנרגיית רוח מעצים, על ידי ניצול הפיזואלקטריקה ויצירת לחץ שמנצל את תדירות התהודה של העצים

מהנדסים מצאו דרך לקצור את אנרגיית הרוח מעצים

מאמר חדש מצביע על דרך להפיק אנרגיית רוח מעצים, על ידי ניצול הפיזואלקטריקה ויצירת לחץ שמנצל את תדירות התהודה של העצים. כפי שנכתב באתר motherboard

בתמונת האילוסטרציה: יער מודיעין, צילום: דב גרינבלט, החברה להגנת הטבע

קצירת כוח חשמלי מרטט או לחץ מכני אחר זו פעולה די פשוטה – כל מה שצריך זה קריסטל או חומר קרמי (ceramic) וכמה חוטים ויצרנו פיזואלקטריות. כשלחץ מופעל על החומר, טעינה מצטברת, ויהיא יכולה להיות מתועלת לעשיית עבודה מועילה אחרת. הדוגמה הקלאסית היא המצת החשמלי, שבתוכו פטיש שטעון על ידי קפיץ מכה בקריסטל, שיוצר ניצוץ.

האנרגיה הזאת סובבת אותנו, כל היקום הוא בלאגן אחד גדול של כוח ולחץ. ההקשה של האצבעות שלנו על המקלדת יכולה תיאורטית להיות משומשת כדי לייצר חשמל. למעשה, הרעיון כבר נרשם בפטנט: כיסוי למקלדת שמטעין בטריות. אבל הקונספט גדל בהרבה כשמדמיינים את התנועה של גורד שחקים או של יער שלם ברוח.

הדוגמה השנייה היא לבה של מערכת פיזואלקטרית שמתוארת במאמר חדש בעיתון לצליל ורטט של המהנדסים של המעבדה למחקר צליל ורטט באוניברסיטת אוהיו. הרעיון הבסיסי מאחורי הפלטפורמה לקצירת אנרגיה: לנצל את התהודה הפנימית הטבעית של העצים ביערות קטנים ומלאכותיים שמסוגלים לייצר מספיק חשמל בשביל סנסורים ומערכות מוניטור מבניות.

הכוח הפיזואלקטרי שמופק על ידי ההתכופפות של העצים ברוח הוא לא ברמה של כוח שמופק מתחנות רוח. חלק מהבעיה היא שייצור אנרגיה פיזואלקטרית מבוססת רטט היא מוגבלת בהכרח בטווח הרטט שהיא יכולה להמיר בצורה יעילה לכוח. הבדל בטווחים דורש מאפייני חומרים אחרים, ולמרבה הצער כשזה נוגע לצרכי האנרגיה שלנו, רוח היא דבר די אקראי.

מה שקבוצת החוקרים מאוניברסיטת אוהיו מצאה, הוא שזה יכולה להיות אפשרי אחרי הכל להמיר טווח די אקראי של תדירויות רטטים במידה יחסית לאנרגיה שימושית בעזרת ניצול של תדירות ההדהוד של מבנים דמויי עצים. אפשר לדמיין את תדירות ההדהוד הזאת כסוג של מחסום תדרים שסופג ומאחסן את אנרגיות הרעד בתדרויות הגבוהות.

המאמר משתמש במטאפורה כדי לתאר את תדירות ההדהוד, דמיינו קהל של אנשים שרוקעים לאורך גשר. כל ההולכים דורכים בתדירויות שונות, אבל חלק תואמים לתדירות ההדהוד של הגשר ולכן התדירות הזאת מוגברת. הממצאים המתמטיים של הקבוצה מאוהיו מראים שזה אכן אפשרי ללכוד אנרגיה יעילה מהתנועות הרנדומליות של רוח כשהן נבדקות על מבנה דמוי עץ בצורת L. הן הצליחו לספק כ-2 V.

זו בעיקר הפרכה של ההנחה שויברציות רוח לא יכולות להיקצר באופן יעיל. אל תצפו ליערות מלאכותיים שמספקים אנרגיה בתוך ערים בקרוב, אך זה עדיין רעיון מגניב.